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已知函数f(x)=(x2+ax+a)ex,(a为常数,e为自然对数的底).(1)令μ(x)=1ex,a=0,求μ'(x)和f'(x);(2)若函数f(x)在x=0时取得极小值,试确定a的取值范围;[理](3)在(2)的条件下
题目详情
已知函数f(x)=
,(a为常数,e为自然对数的底).
(1)令μ(x)=
,a=0,求μ'(x)和f'(x);
(2)若函数f(x)在x=0时取得极小值,试确定a的取值范围;
[理](3)在(2)的条件下,设由f(x)的极大值构成的函数为g(x),试判断曲线g(x)只可能与直线2x-3y+m=0、3x-2y+n=0(m,n为确定的常数)中的哪一条相切,并说明理由.
(x2+ax+a) |
ex |
(1)令μ(x)=
1 |
ex |
(2)若函数f(x)在x=0时取得极小值,试确定a的取值范围;
[理](3)在(2)的条件下,设由f(x)的极大值构成的函数为g(x),试判断曲线g(x)只可能与直线2x-3y+m=0、3x-2y+n=0(m,n为确定的常数)中的哪一条相切,并说明理由.
▼优质解答
答案和解析
(1)μ′(x)=−
,f′(x)=
(2)f'(x)=(2x+a)e-x-e-x(x2+ax+a)=e-x[-x2+(2-a)x]
=e-x•(-x)•[x-(2-a)],令f'(x)=0,得x=0或x=2-a,
当a=2时,f'(x)=-x2e-x≤0恒成立,此时f(x)单调递减;
当a<2时,2-a>0,若x<0,则f'(x)<0,若0<x<2-a,
则f'(x)>0,x=0是函数f(x)的极小值点;(4分)
当a>2时,2-a<0,若x>0,则f'(x)<0,若2-a<x<0,则f'(x)>0,
此时x=0是函数f(x)的极大值点,
综上所述,使函数f(x)在x=0时取得极小值的a的取值范围是a<2
[理](3)由(1)知a<2,且当x>2-a时,f'(x)<0,
因此x=2-a是f(x)的极大值点,fmax(x)=f(2-a)=(4-a)ea-2,
于是g(x)=(4-x)ex-2(x<2)(8分)
g'(x)=-ex-2+ex-2(4-x)=(3-x)ex-2,
令h(x)=(3-x)ex-2(x<2),
则h'(x)=(2-x)ex-2>0恒成立,即h(x)在(-∞,2)是增函数,
所以当x<2时,h(x)<h(2)=(3-2)e2-2=1,即恒有g'(x)<1,
又直线2x-3y+m=0的斜率为
,直线3x-2y+n=0的斜率为
,
所以由导数的几何意义知曲线g(x)只可能与直线2x-3y+m=0相切
1 |
ex |
(2x−x2) |
ex |
(2)f'(x)=(2x+a)e-x-e-x(x2+ax+a)=e-x[-x2+(2-a)x]
=e-x•(-x)•[x-(2-a)],令f'(x)=0,得x=0或x=2-a,
当a=2时,f'(x)=-x2e-x≤0恒成立,此时f(x)单调递减;
当a<2时,2-a>0,若x<0,则f'(x)<0,若0<x<2-a,
则f'(x)>0,x=0是函数f(x)的极小值点;(4分)
当a>2时,2-a<0,若x>0,则f'(x)<0,若2-a<x<0,则f'(x)>0,
此时x=0是函数f(x)的极大值点,
综上所述,使函数f(x)在x=0时取得极小值的a的取值范围是a<2
[理](3)由(1)知a<2,且当x>2-a时,f'(x)<0,
因此x=2-a是f(x)的极大值点,fmax(x)=f(2-a)=(4-a)ea-2,
于是g(x)=(4-x)ex-2(x<2)(8分)
g'(x)=-ex-2+ex-2(4-x)=(3-x)ex-2,
令h(x)=(3-x)ex-2(x<2),
则h'(x)=(2-x)ex-2>0恒成立,即h(x)在(-∞,2)是增函数,
所以当x<2时,h(x)<h(2)=(3-2)e2-2=1,即恒有g'(x)<1,
又直线2x-3y+m=0的斜率为
2 |
3 |
3 |
2 |
所以由导数的几何意义知曲线g(x)只可能与直线2x-3y+m=0相切
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